WO2016084582A1 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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WO2016084582A1
WO2016084582A1 PCT/JP2015/081291 JP2015081291W WO2016084582A1 WO 2016084582 A1 WO2016084582 A1 WO 2016084582A1 JP 2015081291 W JP2015081291 W JP 2015081291W WO 2016084582 A1 WO2016084582 A1 WO 2016084582A1
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ink
amount
unit
nozzle
control unit
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PCT/JP2015/081291
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English (en)
French (fr)
Inventor
田口 彰宏
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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Application filed by コニカミノルタ株式会社 filed Critical コニカミノルタ株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor

Definitions

  • This invention relates to an ink jet recording apparatus.
  • ink jet recording apparatus in which a plurality of nozzles are provided and an image is formed by ejecting ink from ink ejection ports (nozzle openings) of the nozzles.
  • ink jet recording apparatus by applying pressure in a predetermined pattern to the ink supplied to each nozzle, ink is ejected at an ink amount and speed corresponding to the pattern and the magnitude of the pressure.
  • the ejected ink lands on a recording medium arranged to face the nozzle opening, and an image is formed.
  • the pressure pattern and the magnitude of pressure have been adjusted so that a test image is formed and density unevenness of the test image is eliminated.
  • the variation in the ink discharge amount between the nozzle openings may occur not only in the nozzle unit depending on the ink discharge failure, but also in the structural unit related to the drive for each recording head or the like. This is the case when there is a difference in the characteristics of the driver circuit that supplies the pressure related to ink ejection to each print head, a difference in the temperature state of each head, or a difference in the behavior of each ink type with respect to the drive operation. There is a problem in that unevenness of the ink discharge amount occurs in a strip shape for each structural unit such as a recording head.
  • Patent Document 1 a test chart in which ink is ejected from each recording head at a density of a plurality of steps is used, and the recording heads arranged adjacent to each other are continuously covered over a half area on the adjacent side.
  • a technique for adjusting the amount of ink ejected from each nozzle opening so as to change the density is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a technique for detecting variation in ink discharge amount by landing ink on a glass substrate and directly measuring the volume of the landed ink with a white interferometer.
  • An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of suppressing the occurrence of ink discharge unevenness between nozzles with a simpler configuration and operation.
  • a plurality of nozzle blocks each including one or a plurality of nozzle openings for discharging ink;
  • a reservoir for storing ink to be fed to the plurality of nozzle blocks;
  • a measurement unit that measures a physical quantity according to the amount of ink in the storage unit;
  • a drive unit for discharging ink from the nozzle opening;
  • a control unit that controls operations related to ink ejection; With The controller is For each of the plurality of nozzle blocks, ink is ejected a predetermined number of times from the nozzle openings belonging to the nozzle block, and the amount of ink outflow from the storage unit per reference ejection number is used as the measurement result of the measurement unit.
  • the driving operation of each of the plurality of nozzle blocks by the driving unit is adjusted so as to reduce the difference in the ink outflow amount in each of the plurality of nozzle blocks.
  • a supply unit for supplying ink to the storage unit causes ink to be ejected from the nozzle opening in a state where the supply of ink by the supply unit is stopped, and an ink reduction amount in the storage unit calculated based on a measurement result by the measurement unit. It is characterized by being acquired as spillage.
  • the invention according to claim 3 is the ink jet recording apparatus according to claim 1 or 2,
  • the control unit is characterized in that the driving operation by the driving unit is adjusted so that the difference in the ink outflow amount is within a set range.
  • the invention according to claim 4 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 3,
  • An adjustment amount storage unit that stores a setting adjustment amount of a setting value relating to the adjustment of the driving operation and an ink adjustment amount relating to a change in the ink outflow amount according to the adjustment in association with each other;
  • the control unit refers to the adjustment amount storage unit and acquires the set adjustment amount corresponding to the set ink adjustment amount.
  • a setting storage unit that stores a setting adjustment amount of a setting value related to the adjustment of the driving operation in association with the nozzle block that has been adjusted is provided.
  • the invention according to claim 6 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 5,
  • the storage section is a damper for pressure fluctuation of the ink related to the ink ejection operation.
  • the invention according to claim 7 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 6,
  • the measurement unit includes a pressure sensor that measures an air pressure corresponding to the amount of ink in the storage unit.
  • the invention according to claim 8 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 7, With multiple recording heads, The plurality of nozzle blocks are defined in units of the recording head.
  • the invention according to claim 9 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 8,
  • the control unit adjusts the driving operation by adjusting a driving voltage according to a pressure applied to the ink when the driving unit ejects ink.
  • the invention according to claim 10 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 9,
  • the control unit is configured to set an ink outflow amount after adjustment of the driving operation based on the ink outflow amount in each of the plurality of nozzle blocks.
  • the ink jet recording apparatus there is an effect that it is possible to suppress the occurrence of uneven ink discharge between the nozzles with a simpler configuration and operation.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the function structure of an inkjet recording device. It is a bottom view showing the surface (bottom surface) of the image forming unit facing the recording medium. It is a schematic diagram explaining the structure of a damper. It is a figure which shows the example of the change of the air pressure in a damper accompanying discharge of an ink. It is a flowchart which shows the control procedure of an ink discharge amount adjustment process. 10 is a flowchart illustrating a modified example of the ink discharge amount adjustment processing.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment.
  • the inkjet recording apparatus 1 includes a conveyance unit 11, an image forming unit 12, a damper 13 (storage unit), a damper measurement unit 14 (measurement unit), and a liquid feed pump 15 (supply unit).
  • the image forming unit 12, the damper 13, the liquid feed pump 15, the sub tank 16, the supply valve 17, and the main tank 18 are connected in series via the ink flow path R.
  • the components from the image forming unit 12 to the main tank 18 are provided in parallel for a plurality of colors of ink (for example, C, M, Y, K). As shown in FIG.
  • the ink jet recording apparatus 1 includes a control unit 41, a storage unit 42, an operation display unit 43, a communication unit 44, a transport driving unit 21, and a head driving unit 22 (driving unit). And a sub-tank measuring unit 26, a bus 45, and the like.
  • the transport unit 11 transports the recording medium P disposed on the transport surface at a predetermined speed by the drive operation of the transport drive unit 21 while facing the ink ejection surface of the image forming unit 12.
  • limit especially as the conveyance part 11, An endless belt, a rotating drum, etc. are used.
  • the image forming unit 12 includes a plurality of nozzles, and ejects ink from the openings (nozzle openings) of the plurality of nozzles arranged on the ink ejection surface according to a drive signal from the head driving unit 22. An image is formed on the surface of the recording medium P that is conveyed facing the surface.
  • the arrangement relating to the arrangement of the nozzle openings and the ink ejection will be described later.
  • Ink discharged from the plurality of nozzle openings in the image forming unit 12 is stored in the main tank 18 and supplied to each nozzle of the image forming unit 12 through the sub tank 16 and the damper 13.
  • the ink in the main tank 18 is sent to the sub tank 16 having a smaller capacity than the main tank 18 through the supply valve 17.
  • the supply valve 17 is opened for a predetermined time when a signal is sent to the supply valve 17 by the control unit 41 every time the ink storage amount in the sub tank 16 falls below the reference level by the sub tank measurement unit 26, and the supply valve 17 is opened from the main tank 18 to the sub tank 16. Liquid feeding becomes possible.
  • the ink in the sub tank 16 is sent to the damper 13 by the liquid feed pump 15.
  • the control unit 41 appropriately operates the liquid feeding pump 15 according to the measurement data of the damper measuring unit 14 so that the amount of ink in the damper 13 is within a predetermined range, and replenishes the damper 13 with ink. Moreover, the control part 41 can maintain the liquid feeding pump 15 in the state which does not operate.
  • the damper 13 temporarily stores a smaller amount of ink than the sub tank 16, and the pressure fluctuation applied to the ink by the recording heads 121 to 124 is retroactively upstream of the ink flow path R and the ink corresponding to this pressure fluctuation is stored. Reduce backflow.
  • the damper 13 is provided with a damper measuring unit 14 for measuring a physical quantity corresponding to the amount of ink inside. The damper 13 and the damper measuring unit 14 will be described in detail later.
  • FIG. 3 is a bottom view showing a surface (bottom surface) of the image forming unit 12 facing the recording medium P.
  • a plurality of recording heads 121 to 124 nozzle blocks
  • the recording heads 121 to 124 are provided with the same number of nozzles.
  • the nozzle openings are arranged in the same pattern in the width direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium P, and are provided in all the recording heads 121 to 124.
  • the relative arrangement of the recording heads 121 to 124 is determined so that the nozzle openings are arranged at uniform intervals in the width direction.
  • the plurality of recording heads 121 to 124 can be arranged such that the nozzle openings near both ends overlap the nozzle openings of the recording heads adjacent in the width direction.
  • Each of the recording heads 121 to 124 is provided with a pressure application mechanism for ejecting ink from each nozzle opening, for example, a piezoelectric element for compressing and deforming the ink flow path, and the head drive is performed according to the data of the formed image.
  • a pressure application mechanism for ejecting ink from each nozzle opening for example, a piezoelectric element for compressing and deforming the ink flow path
  • the head drive is performed according to the data of the formed image.
  • the control unit 41 includes a CPU 411, a ROM 412, a RAM 413, and the like.
  • the CPU 411 performs various arithmetic processes and controls the overall operation of the inkjet recording apparatus 1.
  • the ROM 412 stores control programs and initial setting data related to image formation and various adjustment operations by the inkjet recording apparatus 1. These control programs and initial setting data are read and used by the CPU 411 as necessary.
  • the RAM 413 provides a working memory space to the CPU 411 and stores temporary data.
  • the storage unit 42 stores various rewritable setting data, status relating to each process of image formation, error information, image data to be formed, and job setting data thereof.
  • the error information includes the position information of the nozzle causing the ejection failure detected by a separately known technique.
  • the storage unit 42 is formed of a non-volatile memory such as a flash memory or an SSD (Solid State Drive), and a part thereof may be a volatile memory such as a RAM.
  • the storage unit 42 includes a discharge amount adjustment table 421 (adjustment amount storage unit) and a discharge data storage unit 422 (setting storage unit).
  • the discharge amount adjustment table 421 includes adjustment amounts (set adjustment amounts) such as the deformation amount of the ink discharge waveform and the change amount of the discharge voltage when the discharge amounts of the recording heads 121 to 124 measured by the damper measuring unit 14 are made uniform. It is a table for referring to the correspondence with the change amount (ink adjustment amount) of the ink discharge amount.
  • the adjustment amount and the change amount are not limited to specific quantities, and may be ratios (% display).
  • the discharge amount adjustment table 421 is provided separately for different types of ink, that is, for different colors and different properties, and when a new type of ink is used, additional writing is performed from the outside. Can be possible.
  • the ejection data storage unit 422 stores the reference-set voltage pattern change state (adjustment amount) in association with the recording heads 121 to 124, respectively.
  • the adjustment amount of the drive voltage stored in the ejection data storage unit 422 is used to correct the drive signal read out by the CPU 411 and supplied from the head drive unit 22 to the recording heads 121 to 124 during the processing relating to image formation.
  • the operation display unit 43 includes, for example, a display screen used as a touch panel and a touch sensor. On the display screen, status and the like are displayed based on a control signal from the control unit 41, and menus and commands for accepting user operations are displayed. The touch sensor detects a touch operation on the display screen by the user. The position and operation type are output to the control unit 41 as input signals.
  • the display screen for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electro-Luminescent) display is used.
  • the operation display unit 43 may include an LED (Light-Emitting-Diode) lamp indicating a status such as a power state, a push button switch related to an on / off operation of the main power source, and the like.
  • the communication unit 44 includes an interface and a driver for controlling connection with an external electronic device, for example, a PC (Personal Computer) that outputs a job related to image formation or image data.
  • the communication unit 44 includes, for example, various network boards and network cards, performs a communication control process according to a communication standard for wired or wireless LAN (Local Area Network) communication, and receives control signals and data from the control unit 41.
  • the packet data is output to the outside, or communication data from the outside is input to the control unit 41.
  • the bus 45 is a communication path that connects the control unit 41 and other units, and exchanges data and control signals as needed.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the structure of the damper 13.
  • a flexible damper film 131 having an end fixed is provided on one side surface of the damper 13.
  • a coil spring 132 is provided between the damper 13 and a wall surface facing the damper film 131 inside the damper 13.
  • the coil spring 132 expands and contracts by a length proportional to the difference between the external air pressure and the ink hydraulic pressure in accordance with the elastic constant within a range where the expansion / contraction amount does not exceed the limit point.
  • the coil spring 132 is slightly contracted, and the external air pressure balances the force of the coil spring 132 and the ink pressure.
  • the coil spring 132 As the amount of ink decreases, the coil spring 132 further contracts, and the ink hydraulic pressure decreases as the tension of the coil spring 132 increases.
  • a predetermined amount of gas (air) is held inside the damper 13, and the inside of the damper 13 is sealed except for the ink flow path R.
  • the upstream side of the ink flow path R is closed by the ink or liquid feeding pump 15, and the ink inside the damper 13 and the ink flow path R always exists between the air layer and the downstream side.
  • This gas is compressed / expanded according to the increase / decrease of the ink amount. In this way, the ink inside the damper 13 is always kept below the atmospheric pressure (negative pressure), and the backflow of ink and unintentional ejection are prevented by buffering with air pressure and spring tension.
  • the damper measuring unit 14 measures a physical quantity that changes according to the amount of ink in the damper 13.
  • the CPU 41 obtains the measured physical quantity by converting it into the ink amount in the damper 13.
  • Examples of the physical quantity include the length of the coil spring 132 (position of the damper film 131), the position of the ink liquid surface, the air pressure in the damper 13, and the like.
  • the position of the damper film 131 and the position of the ink liquid level are, for example, irradiating light from a predetermined position facing each other, measuring the optical path length of the reflected light, moving the damper film 131, and changing the ink level. Measurement can be performed by providing a scale mark (in the direction of gravity) and reading the scale.
  • a pressure sensor that measures an air pressure that changes with a volume change according to a change in the amount of ink inside the damper 13 is used as the damper measuring unit 14.
  • the damper measuring unit 14 the sum of the force related to the expansion and contraction of the coil spring 132 and the pressure of the ink becomes the external atmospheric pressure, so that the ink pressure, that is, the air pressure decreases as the ink decreases.
  • the measurement accuracy of the physical quantity (air pressure) is higher, the relationship between the total number of ink ejections (number of shots) and the ejection amount can be obtained with a smaller ink ejection amount.
  • the measurement is performed within a range in which the expansion / contraction amount undergoes a primary change according to the elastic constant of the coil spring 132, conversion from the pressure change amount to the ink decrease amount is facilitated.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a change in air pressure in the damper 13 due to ink ejection.
  • the horizontal axis and the vertical axis respectively indicate the number of ink discharge units and the amount of decrease in air pressure (back pressure) measured by the damper measuring unit 14.
  • “1” in the number of ink discharge units on the horizontal axis corresponds to a case where a total of 6000 shots (about 0.096 ml) are performed by about 16 pl of discharge per 1024 nozzles (one shot).
  • the three types of measurement results are as follows.
  • the recording heads 121 to 124 are driven at the reference voltage to discharge ink (circles)
  • the recording heads 121 to 124 are driven at a driving voltage 5% higher than the reference voltage.
  • the recording heads 121 to 124 are driven at a driving voltage 10% higher than the reference voltage to eject ink ( ⁇ mark).
  • the amount of decrease in the measured air pressure is approximately proportional to the number of ink ejections, and the rate of decrease (the slope of the three lines) increases as the drive voltage increases.
  • the relationship between the air pressure reduction rate and the drive voltage is examined in advance and stored in the discharge amount adjustment table 421.
  • the amount of ink ejected even when the same driving voltage or driving waveform is applied is delicately due to the manufacturing characteristics of the recording heads 121 to 124. May be different. Since these differences in the discharge amount cause unevenness in the formed image, it is necessary to make the discharge amounts uniform. This alignment method does not necessarily have to be exact, but it is necessary that the difference in the discharge amount be within a range where the unevenness is not visually recognized (within the set range) (substantially uniform).
  • FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure by the control unit 41 of the ink discharge amount adjustment process executed in the inkjet recording apparatus 1.
  • This ink discharge amount adjustment processing is performed when the ink jet recording apparatus 1 is shipped, when a part or all of the recording heads 121 to 124 are replaced, or when the supplied ink is changed. This is activated in accordance with the input operation or the result of reading the ink packaging (for example, barcode).
  • control unit 41 operates the liquid feed pump 15 so that the ink amount in the damper 13 is as close to the upper limit as possible within the range in which the pressure changes in proportion to the ink amount (step S101).
  • the control unit 41 stops the operation of the liquid feed pump 15 (step S102).
  • the control unit 41 selects one recording head (step S103), and acquires a measurement value related to the ink amount of the damper 13 from the damper measurement unit 14 (step S104).
  • the control unit 41 ejects ink of a preset number of shots (a predetermined total number of times) from the selected recording head (step S105).
  • the number of nozzle openings for ejecting ink is not limited, but a larger number can shorten the operation time, while the nozzle opening where ink ejection failure occurs. Department needs to be excluded. Therefore, for example, the drive control can be performed so that ink is ejected from the nozzle openings of about 90 to 95% of the total number of nozzles.
  • the recording medium to be ejected is not particularly limited and may be low in cost.
  • the conveyance speed of the conveyance part 11 by the conveyance drive part 21 may be lower than usual.
  • the ink may be ejected to a liquid receiver such as a tub that receives ink instead of the recording medium. In this case, the ink can be ejected with the heel stationary with respect to the recording heads 121 to 124 without operating the transport unit 11.
  • the control unit 41 obtains again the measurement value relating to the ink amount in the damper 13 from the damper measurement unit 14 (step S106), and the difference from the ink amount before ejection, That is, the ink reduction amount (ink outflow amount) per the set shot number (reference ejection number) is calculated (step S107).
  • the control unit 41 determines whether all the recording heads have been selected (step S108). When it is determined that not all recording heads have been selected yet, that is, there are recording heads that have not been selected (“NO” in step S108), the processing of the control unit 41 returns to step S103, A recording head that has not yet been selected is selected, and the processes in steps S103 to S108 are repeated. If the ink amount in the damper 13 falls below the lower limit of the ink amount detectable amount before the calculation of the ink reduction amount in all the recording heads is completed, such as when the number of recording heads is large, steps S103 to S108 are performed. In this loop process, it is necessary to set a branch that returns from the process of step S108 to the process of step S101 at a predetermined frequency, and to keep the ink amount in the damper 13 within the detectable amount.
  • the control unit 41 refers to the discharge amount adjustment table 421 and determines the ink discharge amount from each print head. Adjustment is performed so that the ink ejection amounts from all the recording heads are equal (substantially uniform) (step S109). Specifically, for example, the control unit 41 can calculate an average value of the ink reduction amounts of all the recording heads, and perform adjustment to align with the average value. Further, instead of a simple average, a reference range may be determined in advance, and only the print head whose ink reduction amount is within the reference range may be used for calculating the average value.
  • one recording head is set as a reference head in advance, and the control unit 41 can adjust the drive voltage of another recording head so as to match the ink reduction amount in the reference head.
  • the control unit 41 can adjust the drive voltage of another recording head so as to match the ink reduction amount in the reference head.
  • the range set as the substantially uniform range for example, it can be determined by an upper limit and a lower limit of the ratio with respect to the determined adjustment value.
  • the head drive unit 22 or a power supply unit (not shown) needs to be configured so that the drive voltage can be adjusted with higher accuracy.
  • the drive parameter (setting value) according to the adjustment amount (ink adjustment amount) of the ink decrease amount, that is, the change amount (setting adjustment amount) of the drive voltage from the reference voltage here is the respective recording heads 121 to 124.
  • the discharge data storage unit 422 stores the data in association with each other.
  • the control unit 41 performs an adjustment end operation such as switching whether the operation of the liquid feed pump 15 is performed or not according to the measurement value of the damper measurement unit 14 (step S110), and then ends the ink discharge amount adjustment process.
  • the above-described ink discharge amount adjustment processing is for adjusting the discharge amount between the recording heads, but the same applies when adjusting the discharge amount between nozzle blocks composed of one or a plurality of the same number of nozzles. Can be processed.
  • a nozzle block for example, one recording head is driven by a plurality of different driving units, or a nozzle provided in one recording head is formed by a combination of a plurality of ink ejection modules.
  • the nozzle block may be determined separately according to various conditions. Further, the technique according to the present invention may be used to separately determine a nozzle block for each nozzle and suppress density unevenness for each nozzle opening.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a modified example of the ink discharge amount adjustment processing.
  • This ink discharge amount adjustment process is the same except that the processes in steps S103, S105, S108, and S109 in the above embodiment are replaced with steps S103a, S105a, S108a, and S109a, respectively.
  • the same reference numerals are assigned and detailed description is omitted.
  • the control unit 41 selects one nozzle block (step S103a), and after the measurement value related to the ink amount of the damper 13 is acquired from the damper measurement unit 14, it is selected.
  • a predetermined number of shots of ink are ejected from the nozzle block (step S105a). Also in this case, the number of nozzles that eject ink is not limited as long as the number of shots is set, but the larger one reaches the set number of shots earlier while excluding defective nozzles from the ejection target nozzles. There is a need to.
  • step S107 After calculating the ink reduction amount (step S107), the control unit 41 determines whether or not all nozzle blocks have been selected (step S108a). If the nozzle block has not yet been selected (NO in step S108a). ”), The process returns to the process of step S103a. On the other hand, if it is determined that all the nozzles are selected (“ YES ”in step S108a), the ink reduction amount to be unified is determined according to the ink reduction amount in each nozzle block. The drive voltage relating to ink ejection from the nozzle opening of the block is adjusted (step S109a).
  • the ink jet recording apparatus 1 supplies liquids to the plurality of recording heads 121 to 124 each including one or a plurality of nozzle openings for discharging ink, and the plurality of recording heads 121 to 124.
  • a damper 13 that stores ink
  • a damper measurement unit 14 that measures air pressure according to the amount of ink in the damper 13
  • a head drive unit 22 that discharges ink from a nozzle opening by supplying a drive voltage to a pressure application mechanism.
  • a control unit 41 that controls operations related to ink ejection.
  • the control unit 41 (CPU 411) supplies ink from the nozzles belonging to the recording heads 121 to 124 for each of the recording heads 121 to 124.
  • the ink decrease amount in the damper 13 due to ejection is measured by the damper measuring unit 14.
  • the damper measuring unit 14 Each acquired, adjusting the drive operation in a plurality of recording heads 121-124 each by the head driving section 22 so as to reduce the difference in the ink reduction in a plurality of recording heads 121-124, respectively. Therefore, it is not necessary to use an optical detection device or to form a test image for density determination on a recording medium and read it by an imaging device, and the nozzles of different recording heads without decreasing accuracy with an easier configuration and operation. Ink discharge unevenness can be reduced.
  • the liquid supply pump 15 that supplies ink to the damper 13 is provided, and the control unit 41 discharges ink from the nozzle opening in a state where the supply of ink by the liquid supply pump 15 is stopped, and the measurement result by the damper measurement unit 14 Since the ink reduction amount in the damper 13 calculated based on the above is acquired, the ink outflow amount per reference shot number can be easily acquired without considering the ink supply amount to the damper 13.
  • control unit 41 adjusts the driving operation of each of the recording heads 121 to 124 by the head driving unit 22 so that the difference in the ink decrease amount of the damper 13 falls within the set range. By correcting the relative density, it is possible to form a uniform image with a density unevenness of a level that is easily prevented from occurring.
  • the apparatus includes a discharge amount adjustment table 421 that stores a set adjustment amount of a drive voltage value, which is a set value related to adjustment of a drive operation, and an adjustment amount of an ink decrease amount corresponding to the set adjustment amount in association with each other.
  • the unit 41 refers to the discharge amount adjustment table 421 and acquires a set adjustment amount corresponding to the set ink adjustment amount. Therefore, it is possible to easily and quickly adjust the ink discharge amount between the recording heads 121 to 124 by measuring the ink decrease amount once.
  • the discharge voltage is stored in association with the drive head setting adjustment amount, which is a setting value related to the adjustment of the driving operation determined based on the measured ink reduction amount, in association with the adjusted recording heads 121 to 124.
  • a data storage unit 422 is provided. Therefore, since the set adjustment amount obtained once can be read and used many times, there is no need to repeat the adjustment operation more than necessary.
  • the damper 13 for measuring the ink reduction amount, the existing configuration can be effectively used, and the ink ejection amount can be easily finely adjusted without increasing the cost and labor associated with the additional configuration.
  • a pressure sensor that measures the air pressure according to the ink amount in the damper 13 is provided.
  • this pressure sensor since a conventionally used one can be used to keep the amount of ink in the damper 13 within a certain range, the recording head can be used more efficiently by utilizing the configuration of the conventional ink jet recording apparatus 1.
  • the amount of ink ejected between 121 and 124 can be made substantially uniform.
  • the ink jet recording apparatus 1 includes a plurality of recording heads 121 to 124, and the plurality of recording heads 121 to 124 are determined in units of the recording heads. Accordingly, it is possible to appropriately reflect the relative shift in the correspondence between the drive voltage and the actual ink discharge amount due to subtle differences in the manufacture of each print head, and to prevent strip-like unevenness due to the difference in density for each print head. Generation can be suppressed.
  • control unit 41 adjusts the driving operation by adjusting the driving voltage according to the pressure applied to the ink when the head driving unit 22 ejects the ink, the ink ejection can be easily and reliably performed with few parameter changes. The amount can be changed.
  • control unit 41 sets a substantially uniform ink reduction amount based on an average of these, based on the ink reduction amount measured and acquired by each of the plurality of recording heads 121 to 124. Therefore, the absolute value in the fine adjustment stage. Even when it is difficult to make adjustments in this case, it is possible to relatively easily and reliably reduce the difference in ink discharge amount between the recording heads 121 to 124, thereby suppressing the occurrence of band-like unevenness.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
  • the damper 13 and the pressure sensor that measures the air pressure in the damper 13 are used, and the configuration provided in the normal inkjet recording apparatus 1 is used as it is.
  • ink is separately stored.
  • a sensor that can measure the change in the ink amount in the structure or another physical quantity that changes in accordance with the ink amount may be used.
  • the ink discharge amount is adjusted by changing the drive voltage.
  • the present invention is not limited to this, and the drive waveform, for example, the rise time, fall time, and pressurization time of the pulse waveform are not limited thereto. And / or the ratio of the decompression time may be changed.
  • the ink is supplied to the plurality of recording heads 121 to 124 through the common damper 13, but a damper may be provided separately. In this case, the calibration of the damper measuring unit provided in each damper needs to be accurately performed.
  • the main tank 18 and the sub tank 16 are provided as ink tanks for supplying ink to the damper 13.
  • the number of tanks is arbitrary, and a plurality of ink tanks may be used as necessary. May be connectable in parallel.
  • the operation of the liquid feed pump 15 is stopped, the ink supply from the sub tank 16 is stopped, and the ink decrease amount in the damper 13 is measured, but within the time corresponding to the stop time.
  • the ink supply amount (ink inflow amount) from the sub tank 16 to the damper 13 can be measured, the ink outflow amount from the damper 13 is calculated from the ink inflow amount to the damper 13 and the ink decrease amount in the damper 13. You may do it.
  • the amount of ink outflow from the single ink tank may be simply measured.
  • the recording heads 121 to 124 have the same number of nozzles, but the number of nozzles may be different among the recording heads.
  • the inkjet recording apparatus 1 is not limited to the single-pass type in which nozzles are arranged over the entire width direction, and the image forming unit 12 moves ink across the width direction while moving in the width direction on the carriage. It may be ejected to form an image.
  • the ink actually corresponds to the number of nozzles in which ink ejection failure has occurred in each of the recording heads 121 to 124.
  • the number of nozzle openings for discharging the ink may be different among the recording heads 121 to 124.
  • the total number of ejections between the recording heads 121 to 124 is the number of shots that serves as a common reference (reference ejection).
  • the reference ejection number is set to an arbitrary value in consideration of the measurement accuracy of the ink reduction amount and the setting accuracy of the set adjustment amount as necessary.
  • the driving operation is performed so that the ink reduction amount falls within the range set as the range in which the ink reduction amount per reference ejection number related to the ink ejection from the recording heads 121 to 124 becomes substantially uniform.
  • the range between the recording heads 121 to 124 is set in accordance with the image forming purpose and application of the user of the inkjet recording apparatus 1 or without specific setting. It is sufficient to make an adjustment to relatively reduce the difference in ink decrease amount.
  • the adjustment is performed by measuring the amount of ink decrease once by referring to the ejection amount adjustment table 421.
  • the ink reduction amount may be measured again after the adjustment, and the confirmation and the adjustment again may be repeated.
  • the specific details shown in the above embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
  • the present invention can be used for an ink jet recording apparatus.

Abstract

容易な構成及び動作でノズル間におけるインクの吐出ムラの発生を抑えることの出来るインクジェット記録装置を提供する。インクジェット記録装置は、インクを吐出するノズル開口部をそれぞれ含む複数のノズルブロックと、各ノズルブロックに送液されるインクを貯留する貯留部(13)と、貯留部内のインク量に応じた物理量を計測する計測部(14)と、インクを吐出させる駆動部と、制御部と、を備え、制御部は、複数のノズルブロックのそれぞれについて、ノズルブロックに属するノズル開口部からインクを所定の延べ回数吐出させて、基準吐出回数当たりの貯留部からのインク流出量を計測部の計測結果に基づいて各々取得し、複数のノズルブロックそれぞれにおけるインク流出量の差異を縮小するように駆動部による複数のノズルブロック各々における駆動動作を調整する。

Description

インクジェット記録装置
 この発明は、インクジェット記録装置に関する。
 従来、複数のノズルが設けられ、当該ノズルのインク吐出口(ノズル開口部)から各々インクを吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置では、各ノズルに供給されるインクに対して所定パターンで圧力を加えることで、当該パターンと圧力の大きさとに応じたインク量及び速度でインクが吐出される。吐出されたインクは、ノズル開口部に対向して配置された記録媒体上に着弾し、画像が形成される。
 このとき、複数のノズル開口部から吐出されるインクの量が互いに異なると、形成される画像にムラが生じて画質が劣化する。そこで、従来、テスト画像を形成して当該テスト画像の濃度ムラを解消するように圧力パターンや圧力の大きさの調整がなされている。
 ノズル開口部間のインク吐出量のばらつきは、インクの吐出不良などに応じてノズル単位で生じるだけではなく、記録ヘッドごとなどの駆動に係る構成単位で生じる場合がある。各記録ヘッドに対してインク吐出に係る圧力を供給するドライバー回路の特性の差異、各ヘッドの温度状態の違いや、駆動動作に対するインクの種類ごとの振る舞いの違いなどがある場合には、このような記録ヘッドなどの構成単位ごとに帯状にインクの吐出量のムラが生じるという問題がある。
 これに対し、特許文献1では、各記録ヘッドからそれぞれ複数ステップの濃度でインクを吐出させたテストチャートを用い、隣り合って配置される記録ヘッドの当該隣り合う側の半分の領域に亘り連続的に濃度が変化するように各ノズル開口部から吐出されるインク量を変化させて調整する技術が開示されている。
 また、特許文献2には、ガラス基板上にインクを着弾させて白色干渉計により着弾インクの体積を直接測定することでインク吐出量のばらつきを検出する技術が開示されている。
特開2010-274552号公報 特開2010-119985号公報
 しかしながら、従来の技術では、インクの吐出量を計数するための特殊な構成や装置を用いて濃度ムラを検出する必要が生じたり、調整の精度に応じた濃度ステップ数でテストチャートを生成する必要が生じて手間がかかり、また、記録媒体を浪費したりするという課題があった。
 この発明の目的は、より容易な構成及び動作でノズル間におけるインクの吐出ムラの発生を抑えることの出来るインクジェット記録装置を提供することにある。
 上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、
 インクを吐出する一又は複数のノズル開口部をそれぞれ含む複数のノズルブロックと、
 前記複数のノズルブロックに送液されるインクを貯留する貯留部と、
 前記貯留部内のインク量に応じた物理量を計測する計測部と、
 前記ノズル開口部からインクを吐出させる駆動部と、
 インクの吐出に係る動作を制御する制御部と、
 を備え、
 前記制御部は、
 前記複数のノズルブロックのそれぞれについて、当該ノズルブロックに属する前記ノズル開口部からインクを所定の延べ回数吐出させて、基準吐出回数当たりの前記貯留部からのインク流出量を前記計測部の計測結果に基づいて各々取得し、
 前記複数のノズルブロックそれぞれにおける前記インク流出量の差異を縮小するように前記駆動部による前記複数のノズルブロック各々における駆動動作を調整する
 ことを特徴とするインクジェット記録装置である。
 また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のインクジェット記録装置において、
 前記貯留部にインクを供給する供給部を備え、
 前記制御部は、前記供給部によるインクの供給を停止した状態で、前記ノズル開口部からインクを吐出させ、前記計測部による計測結果に基づいて算出される前記貯留部内のインク減少量を前記インク流出量として取得する
 ことを特徴としている。
 また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のインクジェット記録装置において、
 前記制御部は、前記インク流出量の差異が設定された範囲内に収まるように前記駆動部による前記駆動動作を調整することを特徴としている。
 また、請求項4記載の発明は、請求項1~3の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
 前記駆動動作の調整に係る設定値の設定調整量と、前記調整に応じた前記インク流出量の変化に係るインク調整量とを対応付けて記憶する調整量記憶部を備え、
 前記制御部は、前記調整量記憶部を参照して、設定された前記インク調整量に応じた前記設定調整量を取得する
 ことを特徴としている。
 また、請求項5記載の発明は、請求項4記載のインクジェット記録装置において、
 前記駆動動作の調整に係る設定値の設定調整量を、当該調整がなされた前記ノズルブロックとそれぞれ対応付けて記憶する設定記憶部を備えることを特徴としている。
 また、請求項6記載の発明は、請求項1~5の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
 前記貯留部は、インクの吐出動作に係る当該インクの圧力変動に対するダンパーであることを特徴としている。
 また、請求項7記載の発明は、請求項1~6の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
 前記計測部は、前記貯留部内のインク量に応じた空気圧を計測する圧力センサーを備えることを特徴としている。
 また、請求項8記載の発明は、請求項1~7の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
 複数の記録ヘッドを備え、
 前記複数のノズルブロックは、前記記録ヘッド単位で定められることを特徴としている。
 また、請求項9記載の発明は、請求項1~8の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
 前記制御部は、前記駆動動作の調整を前記駆動部によりインクを吐出させる際に当該インクに印加される圧力に応じた駆動電圧の調整によって行うことを特徴としている。
 また、請求項10記載の発明は、請求項1~9の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
 前記制御部は、前記複数のノズルブロックそれぞれにおける前記インク流出量に基づいて、前記駆動動作の調整後におけるインク流出量を設定することを特徴としている。
 本発明に従うと、インクジェット記録装置において、より容易な構成及び動作でノズル間におけるインクの吐出ムラの発生を抑えることが出来るという効果がある。
本発明の実施形態のインクジェット記録装置の全体構成を示す図である。 インクジェット記録装置の機能構成を示すブロック図である。 画像形成部の記録媒体と対向する面(底面)を示す底面図である。 ダンパーの構造を説明する模式図である。 インクの吐出に伴うダンパー内の空気圧の変化の例を示す図である。 インク吐出量調整処理の制御手順を示すフローチャートである。 インク吐出量調整処理の変形例を示すフローチャートである。
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
 図1は、本実施形態のインクジェット記録装置の全体構成を示す図である。また、図2は、本実施形態のインクジェット記録装置の機能構成を示すブロック図である。
 インクジェット記録装置1は、図1に示すように、搬送部11と、画像形成部12と、ダンパー13(貯留部)と、ダンパー計測部14(計測部)と、送液ポンプ15(供給部)と、サブタンク16と、供給弁17と、メインタンク18などを備えている。これらのうち、画像形成部12、ダンパー13、送液ポンプ15、サブタンク16、供給弁17及びメインタンク18は、インク流路Rを介して直列に繋がっている。また、画像形成部12からメインタンク18までの各構成は、複数色のインク(例えば、C、M、Y、K)についてそれぞれ並列に設けられる。
 また、図2に示すように、インクジェット記録装置1は、制御部41と、記憶部42と、操作表示部43と、通信部44と、搬送駆動部21と、ヘッド駆動部22(駆動部)と、サブタンク計測部26と、バス45などを備える。
 搬送部11は、搬送面上に配置された記録媒体Pを画像形成部12のインク吐出面と対向させながら搬送駆動部21の駆動動作により所定の速度で搬送する。搬送部11としては、特に限られないが、無端状ベルトや回転ドラムなどが用いられる。
 画像形成部12は、複数のノズルを含み、インク吐出面に配列された当該複数のノズルの開口部(ノズル開口部)から、ヘッド駆動部22からの駆動信号に従ってインクを吐出させて当該インク吐出面に対向して搬送される記録媒体Pの表面に画像を形成する。ノズル開口部の配列及びインクの吐出に係る構成については、後述する。
 画像形成部12においてこれら複数のノズル開口部から吐出されるインクは、メインタンク18に貯えられ、サブタンク16及びダンパー13を経て画像形成部12の各ノズルに供給される。メインタンク18内のインクは、供給弁17を介してメインタンク18より容量の小さいサブタンク16に送られる。供給弁17は、サブタンク計測部26によりサブタンク16内のインク貯留量が基準レベルを下回るごとに制御部41により供給弁17に信号が送られることで所定時間開放され、メインタンク18からサブタンク16に送液が可能となる。
 サブタンク16のインクは、送液ポンプ15によりダンパー13に送られる。制御部41は、ダンパー13内のインク量が所定の範囲内となるようにダンパー計測部14の計測データに応じて適宜送液ポンプ15を動作させ、ダンパー13にインクを補充する。また、制御部41は、送液ポンプ15を動作させない状態で維持させることが出来る。
 ダンパー13は、一時的にサブタンク16よりも少量のインクを貯留し、記録ヘッド121~124でインクに印加される圧力変動のインク流路Rの上流への遡及やこの圧力変動に応じたインクの逆流などを抑える。ダンパー13には、内部のインク量に応じた物理量を計測するためのダンパー計測部14が設けられている。
 ダンパー13及びダンパー計測部14については、後に詳述する。
 図3は、画像形成部12の記録媒体Pと対向する面(底面)を示す底面図である。
 画像形成部12には、支持部材120に対して複数の記録ヘッド121~124(ノズルブロック)が千鳥格子状に取付配置されている。記録ヘッド121~124には、それぞれ同一数のノズルが設けられている。記録ヘッド121~124の底面には、それぞれ同一パターンでこれらノズルの開口部(ノズル開口部)が記録媒体Pの搬送方向に垂直な幅方向に配列され、全ての記録ヘッド121~124に設けられたノズル開口部が幅方向に均一の間隔で途切れなく配置されるように複数の記録ヘッド121~124の相対配置が定められる。このとき、複数の記録ヘッド121~124は、両端付近のノズル開口部が幅方向に隣接する記録ヘッドのノズル開口部と重複するように配置されることが可能である。
 記録ヘッド121~124には、各ノズル開口部からインクを吐出させるための圧力印加機構、例えば、インク流路を圧縮変形するための圧電素子がそれぞれ設けられており、形成画像のデータに従ってヘッド駆動部22から所定パターンで駆動電圧がこの圧力印加機構に供給されることで、当該所定パターンの種別に応じてインクの吐出可否が制御される。同色のインクを吐出する記録ヘッド121~124に供給されるインクは、共通のダンパー13から分岐して送液される。
 制御部41は、CPU411と、ROM412と、RAM413などを備える。
 CPU411は、各種演算処理を行ってインクジェット記録装置1の全体動作を統括制御する。ROM412には、インクジェット記録装置1による画像形成や各種調整動作などに係る制御プログラムや初期設定データが記憶されている。これらの制御プログラムや初期設定データは、必要に応じてCPU411により読み出されて利用される。RAM413は、CPU411に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。
 記憶部42は、書き換え可能な各種設定データ、画像形成の各処理に係るステータス、エラー情報や、形成対象の画像データ及びそのジョブ設定データが記憶される。エラー情報には、別途周知の技術で検出された吐出不良を生じているノズルの位置情報が含まれる。記憶部42は、フラッシュメモリーやSSD(Solid State Drive)などの不揮発性メモリーにより形成され、一部は、RAMなどの揮発性メモリーであっても良い。記憶部42には、吐出量調整テーブル421(調整量記憶部)と、吐出データ記憶部422(設定記憶部)とが含まれる。吐出量調整テーブル421は、ダンパー計測部14により計測された記録ヘッド121~124の吐出量を均一化する際にインク吐出波形の変形量や吐出電圧の変更量といった調整量(設定調整量)とインク吐出量の変化量(インク調整量)との対応を参照するためのテーブルである。この調整量や変化量は、具体的な数量に限らず、比率(%表示)などであっても良い。また、この吐出量調整テーブル421は、異なる種類のインク、即ち、異なる色や異なる性質のインクについて、各々別個に設けられており、新たな種類のインクが用いられる場合には、外部から追加書き込み可能とすることが出来る。
 吐出データ記憶部422は、上記参照設定された電圧パターンの変更状態(調整量)を記録ヘッド121~124にそれぞれ対応付けて記憶する。吐出データ記憶部422に記憶された駆動電圧の調整量は、画像形成に係る処理時にCPU411によって読み出されてヘッド駆動部22から記録ヘッド121~124へ供給される駆動信号の補正に用いられる。
 操作表示部43は、例えば、タッチパネルとして用いられる表示画面とタッチセンサーとを備える。表示画面には、制御部41からの制御信号に基づいてステータス等の表示が行われると共に、ユーザーの操作を受け付けるメニューやコマンドが表示され、タッチセンサーによりユーザーによる表示画面へのタッチ操作を検出してその位置や操作種別を入力信号として制御部41に出力する。表示画面としては、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electro-Luminescent)ディスプレイが用いられる。また、操作表示部43には、この表示画面に加えて電源状態などのステータスを示すLED(Light Emitting Diode)ランプや主電源のオンオフ操作に係る押しボタンスイッチなどが含まれていても良い。
 通信部44は、外部の電子機器、例えば、画像形成に係るジョブや画像データを出力するPC(Personal Computer)などとの接続を制御するインターフェイスやドライバーを備える。通信部44は、例えば、各種ネットワークボードやネットワークカードを備え、有線や無線によるLAN(Local Area Network)通信の通信規格に応じた通信制御処理を行って、制御部41からの制御信号やデータをパケット単位で外部に出力させたり、外部からの通信データを制御部41に入力させたりする。
 バス45は、制御部41と他の各部との間を繋ぐ通信経路であり、データや制御信号が随時やり取りされる。
 図4は、ダンパー13の構造を説明する模式図である。
 ダンパー13の一の側面には、端部が固定された可撓性のダンパー膜131が設けられている。当該ダンパー膜131の中央には、ダンパー13の内部でダンパー膜131に対向する壁面との間にコイルばね132が設けられている。コイルばね132は、伸縮量が限界点を超えない範囲においてその弾性定数に応じて外気圧とインクの液圧との差分に比例する長さの伸縮をする。ここでは、例えば、インクがダンパー13の容量一杯に満たされている場合でもコイルばね132が僅かに縮み、外気圧が、コイルばね132の伸びる力とインクの圧力と釣り合う。そして、インク量が減少するに連れてコイルばね132が更に縮み、コイルばね132の張力の上昇に応じてインクの液圧が低下していく。
 ダンパー13の内部には、予め設定された量の気体(空気)が保持されており、ダンパー13の内部は、インク流路Rを除いて密封されている。インク流路Rの上流側は、インク又は送液ポンプ15で閉じており、下流側には、常にダンパー13内部及びインク流路R内のインクが空気層との間に存する。この気体は、インク量の増減に応じて圧縮/膨張する。
 このように、ダンパー13内部のインクが常に外気圧以下(負圧)に保ちつつ、空気圧やばねの張力による緩衝でインクの逆流や意図しない吐出を防いでいる。
 ダンパー計測部14は、ダンパー13内のインク量に応じて変化する物理量を計測する。CPU41は、計測された物理量をダンパー13内のインク量に換算して取得する。物理量としては、コイルばね132の長さ(ダンパー膜131の位置)、インク液面の位置やダンパー13内の空気圧などが挙げられる。ダンパー膜131の位置やインク液面の位置は、例えば、対向する所定の位置から光を照射し、その反射光の光路長を計測したり、ダンパー膜131の可動方向やインクの液面変化方向(重力方向)に目盛標識を設け、当該目盛を読み取ったりすることで計測が可能である。本実施形態のインクジェット記録装置1では、ダンパー計測部14として、ダンパー13内部のインク量の変化に応じた体積変化に伴って変化する空気圧を計測する圧力センサーが用いられている。上述のように、コイルばね132の伸縮に係る力とインクの圧力の和が外気圧となるので、インクが減少するにつれて、インクの圧力、即ち、空気圧も減少する。この物理量(空気圧)の計測精度が高いほど、少ないインク吐出量で、インクの延べ吐出回数(ショット数)と当該吐出量との関係が得られる。また、上述のように、コイルばね132の弾性定数に従って伸縮量が一次の変化をする範囲内で計測が行われるので、圧力の変化量からインクの減少量への換算が容易になされる。
 図5は、インクの吐出に伴うダンパー13内の空気圧の変化例を示す図である。
 横軸及び縦軸は、それぞれ、インクの吐出単位回数とダンパー計測部14で計測された空気圧(背圧)の減少量を示す。ここで、横軸のインク吐出単位回数における「1」は、1024ノズルからそれぞれ1回の吐出(1ショット)当たり約16plの吐出で合計6000ショット(約0.096ml)させた場合に相当する。
 図5において、3種類の計測結果は、それぞれ、基準電圧で記録ヘッド121~124を駆動してインクを吐出させた場合(○印)、基準電圧より5%高い駆動電圧で記録ヘッド121~124を駆動してインクを吐出させた場合(△印)、及び基準電圧より10%高い駆動電圧で記録ヘッド121~124を駆動してインクを吐出させた場合(□印)を示す。
 計測される空気圧の減少量は、インクの吐出回数に略比例し、この減少率(3本の線の傾き)は、駆動電圧が高くなるに従って大きくなる。空気圧減少率と駆動電圧との関係は、予め検査されて吐出量調整テーブル421に記憶される。
 次に、本実施形態のインクジェット記録装置1における各記録ヘッド121~124からのインク吐出量の調整動作について説明する。
 複数の記録ヘッド121~124を有するインクジェット記録装置1では、各記録ヘッド121~124の製造上の特性などにより、同一の駆動電圧や駆動波形が印加されても吐出されるインクの量が微妙に異なる場合がある。これらの吐出量の違いは、形成画像におけるムラの原因となるので、吐出量を揃える必要がある。この揃え方は、必ずしも厳密である必要はないが、ムラが視認されない範囲内(設定された範囲内)に吐出量の差が収められる(略均一とされる)必要がある。
 図6は、インクジェット記録装置1で実行されるインク吐出量調整処理の制御部41による制御手順を示すフローチャートである。
 このインク吐出量調整処理は、インクジェット記録装置1の出荷時、記録ヘッド121~124の一部又は全部を交換した場合、供給されるインクが変更された場合などに、ユーザーの操作表示部43への入力操作や、インク包装の読み取り(例えば、バーコードなど)結果などに応じて起動される。
 制御部41は、先ず、ダンパー13内のインク量を、圧力がインク量に比例して変化する範囲内のなるべく上限付近となるように送液ポンプ15を動作させる(ステップS101)。制御部41は、送液ポンプ15の動作を停止させる(ステップS102)。
 制御部41は、一の記録ヘッドを選択し(ステップS103)、ダンパー13のインク量に係る計測値をダンパー計測部14から取得する(ステップS104)。制御部41は、選択した一の記録ヘッドから予め設定されたショット数(所定の延べ回数)のインクを吐出させる(ステップS105)。このとき、ショット数が等しければ、インクを吐出させるノズル開口部の数は限られないが、この数が多い方が動作時間を短くすることが出来る一方、インクの吐出不良が生じているノズル開口部は除外される必要がある。従って、例えば、全ノズル数の90~95%程度のノズル開口部からインクを吐出させるように駆動制御することが出来る。また、吐出されたインクにより特定の画像が形成される必要はないので、吐出対象の記録媒体は、特には限られず、コストの低いものであって良い。また、搬送駆動部21による搬送部11の搬送速度は、通常より低速であっても良い。また、インクは、記録媒体の代わりにインクを受ける桶といった液受容器に対して吐出されても良い。この場合には、インクの吐出は、搬送部11を動作させずに記録ヘッド121~124に対して桶を静止させた状態で行わせることが出来る。
 設定ショット数分のインクが吐出された後、制御部41は、再度ダンパー13内のインク量に係る計測値をダンパー計測部14から取得し(ステップS106)、吐出前のインク量との差分、即ち、当該設定ショット数(基準吐出回数)当たりのインク減少量(インク流出量)を算出する(ステップS107)。
 制御部41は、全ての記録ヘッドが選択されたか否かを判別する(ステップS108)。未だ全ての記録ヘッドが選択されてはいない、即ち、選択されていない記録ヘッドがあると判別された場合には(ステップS108で“NO”)、制御部41の処理は、ステップS103に戻り、未だ選択されていない記録ヘッドが選択されてステップS103~S108の処理が繰り返される。
 なお、記録ヘッドの数が多い場合などで、全ての記録ヘッドにおけるインク減少量の算出が終わる前に、ダンパー13におけるインク量がインク量検出可能量の下限を下回る場合には、ステップS103~S108のループ処理において、所定の頻度でステップS108の処理からステップS101の処理に戻る分岐を設定し、ダンパー13内のインク量を検出可能量内に保つ必要がある。
 全ての記録ヘッドが選択されたと判別された場合には(ステップS108で“YES”)、制御部41は、吐出量調整テーブル421を参照しながら、各記録ヘッドからのインク吐出量に応じて、全記録ヘッドからのインクの吐出量が等しく(略均一に)なるように調整を行う(ステップS109)。具体的には、制御部41は、例えば、全記録ヘッドのインク減少量の平均値を算出し、当該平均値に揃える調整を行うことが出来る。また、単純な平均ではなく、予め基準範囲を定めておき、インク減少量が当該基準範囲内の記録ヘッドのみ、平均値の算出に用いても良い。或いは、予め一の記録ヘッドを基準ヘッドとして定め、制御部41は、この基準ヘッドにおけるインク減少量に合わせるように他の記録ヘッドの駆動電圧の調整を行うことも出来る。このとき、略均一の範囲として設定される範囲の定め方としては、例えば、定められた調整値に対する比率の上限及び下限などで定めることが出来る。この上限と下限の幅を狭くする場合には、ヘッド駆動部22や図示略の電力供給部などにおいて、より高精度に駆動電圧の調整が可能に構成されている必要がある。
 インク減少量の調整量(インク調整量)に応じた駆動パラメーター(設定値)、即ち、ここでは、駆動電圧の基準電圧からの変化量(設定調整量)は、各記録ヘッド121~124とそれぞれ対応付けて、吐出データ記憶部422に記憶される。
 制御部41は、送液ポンプ15の動作可否をダンパー計測部14の計測値に応じた自動制御に切り替えるなどの調整終了動作を行い(ステップS110)、それから、インク吐出量調整処理を終了する。
 以上のインク吐出量調整処理は、記録ヘッド間での吐出量の調整を行うものであるが、一又は複数の同数のノズルで構成されるノズルブロック間で吐出量の調整を行う際にも同様の処理を行うことが出来る。
 このようなノズルブロックとしては、例えば、一の記録ヘッドが複数の異なる駆動部により駆動されたり、一の記録ヘッドに設けられたノズルが複数のインク吐出モジュールの組合せで形成されていたりする場合などが挙げられ、種々の条件に応じてそれぞれ別個にノズルブロックが定められても良い。また、ノズル1本ごとに別個にノズルブロックを定めて、ノズル開口部ごとの濃度ムラを抑えるのに本発明に係る技術を用いても良い。
 図7は、インク吐出量調整処理の変形例を示すフローチャートである。
 このインク吐出量調整処理では、上記実施の形態におけるステップS103、S105、S108、S109の処理がそれぞれステップS103a、S105a、S108a、S109aに置き換えられた点を除き同一であり、同一の処理内容については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
 制御部41は、送液ポンプを停止させると(ステップS102)、一のノズルブロックを選択し(ステップS103a)、ダンパー13のインク量に係る計測値をダンパー計測部14から取得した後に、選択されたノズルブロックから所定ショット数のインクを吐出させる(ステップS105a)。この場合にも、ショット数が設定された数であれば、インクを吐出させるノズルの数を問わないが、多い方が早く設定ショット数に到達する一方、吐出不良のノズルを吐出対象ノズルから除外する必要がある。
 制御部41は、インクの減少量を算出(ステップS107)した後、全てのノズルブロックが選択されたか否かを判別し(ステップS108a)、未だ選択されていない場合には(ステップS108aで“NO”)、ステップS103aの処理に戻る一方、全て選択されたと判別された場合には(ステップS108aで“YES”)、各ノズルブロックにおけるインク減少量に応じて統一するインク減少量を定め、各ノズルブロックのノズル開口部からのインク吐出に係る駆動電圧の調整を行う(ステップS109a)。
 以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置1は、インクを吐出する一又は複数のノズル開口部をそれぞれ含む複数の記録ヘッド121~124と、複数の記録ヘッド121~124に送液されるインクを貯留するダンパー13と、ダンパー13内のインク量に応じた空気圧を計測するダンパー計測部14と、圧力印加機構に駆動電圧を供給することでノズル開口部からインクを吐出させるヘッド駆動部22と、インクの吐出に係る動作を制御する制御部41と、を備え、制御部41(CPU411)は、複数の記録ヘッド121~124のそれぞれについて、これら記録ヘッド121~124に属するノズルからインクを所定のショット数吐出させて、吐出に伴うダンパー13内のインク減少量をダンパー計測部14の計測結果から各々取得し、複数の記録ヘッド121~124それぞれにおけるインク減少量の差異を縮小するようにヘッド駆動部22による複数の記録ヘッド121~124各々における駆動動作を調整する。
 従って、光学検出装置を用いたり、濃度判定用のテスト画像を記録媒体上に形成させて撮像装置で読み取ったりさせる必要が無く、より容易な構成及び動作で精度を落とさずに異なる記録ヘッドのノズル間におけるインクの吐出ムラを低減することが出来る。
 また、ダンパー13内のインクの減少量に応じて調整を行うので、各記録ヘッド121~124に対して、それぞれ同一の計測開始位置(インク量)に合わせてから計測を行う必要がなく、従って、処理が簡略化されると共に読み取りオフセットの影響が出ない。更に、インク吐出前と吐出終了後にのみ計測を行えば良く、且つ、インク吐出のパターン設定及び制御なども不要であるので、インク吐出動作中の処理が簡略化される。
 また、ダンパー13にインクを供給する送液ポンプ15を備え、制御部41は、送液ポンプ15によるインクの供給を停止した状態でノズル開口部からインクを吐出させ、ダンパー計測部14による計測結果に基づいて算出されるダンパー13内のインク減少量を取得するので、ダンパー13へのインクの供給量を考慮する必要なく容易に基準ショット数当たりのインク流出量を取得することが出来る。
 また、制御部41は、ダンパー13のインク減少量の差異が設定された範囲内に収まるようにヘッド駆動部22による各記録ヘッド121~124における駆動動作を調整するので、記録ヘッド121~124の相対的な濃度さの補正により容易に発生を防ぎたいレベルの濃度ムラ以下で一様な画像を形成可能となる。
 また、駆動動作の調整に係る設定値である駆動電圧値の設定調整量と、当該設定調整量に応じたインク減少量の調整量とを対応付けて記憶する吐出量調整テーブル421を備え、制御部41は、吐出量調整テーブル421を参照して、設定されたインク調整量に応じた設定調整量を取得する。従って、一回のインク減少量の計測で容易且つ速やかに記録ヘッド121~124間で略同一なインク吐出量に調整を行うことが出来る。
 また、計測されたインク減少量に基づいて決定された駆動動作の調整に係る設定値である駆動電圧の設定調整量を、当該調整がなされた記録ヘッド121~124とそれぞれ対応付けて記憶する吐出データ記憶部422を備える。従って、一度得られた設定調整量を何度も読み出して利用することが出来るので、必要以上に繰返して調整に係る動作を行う必要が無い。
 また、ダンパー13をインク減少量の計測に用いることで、既存の構成を有効に利用して追加構成に係るコスト上昇や手間の増加なしに容易にインク吐出量の微調整を行うことが出来る。
 また、ダンパー13内のインク量を計測するダンパー計測部14として、当該ダンパー13内のインク量に応じた空気圧を計測する圧力センサーを備える。この圧力センサーとしては、ダンパー13内のインク量を一定範囲内に保つために従来用いられるものを利用することが出来るので、従来インクジェット記録装置1が備える構成を利用して更に効率的に記録ヘッド121~124間の吐出インク量を略均一とすることが出来る。
 また、インクジェット記録装置1は、複数の記録ヘッド121~124を備え、これら複数の記録ヘッド121~124は、前記記録ヘッド単位で定められる。従って、各記録ヘッドの製造に係る微妙な違いなどによる駆動電圧と実際のインク吐出量との対応関係の相対的なずれを適切に反映して記録ヘッドごとに濃度が異なることによる帯状のムラの発生を抑えることが出来る。
 また、制御部41は、駆動動作の調整をヘッド駆動部22によりインクを吐出させる際にインクに印加される圧力に応じた駆動電圧の調整によって行うので、少ないパラメーター変更で容易且つ確実にインク吐出量を変化させることが出来る。
 また、制御部41は、複数の記録ヘッド121~124それぞれで計測、取得されたインク減少量に基づいて、これらの平均などにより略均一なインク減少量を設定するので、微調整段階において絶対値での調整が難しい場合でも、相対的に容易且つ確実に記録ヘッド121~124間のインク吐出量の差を低減させて、帯状のムラの発生を抑えることが出来る。
 なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
 例えば、上記実施の形態では、ダンパー13及びダンパー13内の空気圧を計測する圧力センサーを用いることで、通常のインクジェット記録装置1に備えられる構成をそのまま利用することとしたが、別途インクが貯留される構成が画像形成部12の手前に設けられ、また、当該構成内部のインク量変化又はこれに応じて変化する他の物理量が計測可能なセンサーが用いられても良い。
 また、上記実施の形態では、駆動電圧を変更することでインクの吐出量を調整することとしたが、これに限られず、駆動波形、例えば、パルス波形の立ち上がり時間、立下がり時間や加圧時間と減圧時間の比などの少なくとも何れかを変更しても良い。
 また、上記実施の形態では、複数の記録ヘッド121~124に対して共通のダンパー13を経てインクが送液されることとしたが、各々別個にダンパーが設けられても良い。この場合、各ダンパーに設けられるダンパー計測部のキャリブレーションが正確になされている必要がある。
 また、上記実施の形態では、ダンパー13にインクを供給するインクタンクとして、メインタンク18とサブタンク16を備えることとしたが、タンクの個数は任意であり、また、必要に応じて複数のインクタンクが並列に接続可能であっても良い。
 また、上記実施の形態では、送液ポンプ15の動作を停止させ、サブタンク16からのインク供給を中止させてダンパー13内のインクの減少量を計測したが、当該停止時間に応じた時間内でのサブタンク16からダンパー13へのインク供給量(インク流入量)を計測可能な場合には、ダンパー13へのインク流入量とダンパー13内のインク減少量とによりダンパー13からのインク流出量を算出しても良い。また、単一のインクタンクが貯留部を兼ねる場合(当該インクタンクがインク流路の最上流である場合)には、単純に当該単一のインクタンクからのインク流出量を計測すれば良い。
 また、上記実施の形態では、各記録ヘッド121~124が同数のノズルを有することとしたが、ノズル数が記録ヘッド間で異なっていても良い。また、インクジェット記録装置1は、幅方向全体に亘ってノズルが配列されたシングルパス方式のものに限られず、画像形成部12がキャリッジ上で幅方向に移動しながら幅方向全体に亘ってインクを吐出させて画像を形成するものであっても良い。
 また、インク減少量を計測する際のショット数(インク吐出の延べ回数)が等しければ、例えば、各記録ヘッド121~124でインク吐出不良を生じているノズルの数にそれぞれ応じて、実際にインクを吐出するノズル開口部の数が記録ヘッド121~124の間で異なっていても良い。
 更に、記録ヘッド121~124で各々設定ショット数(吐出に係る所定の延べ回数)が異なる場合であっても、記録ヘッド121~124間で延べ吐出回数を共通の基準となるショット数(基準吐出回数)に揃えた場合の当該基準吐出回数当たりのインク減少量を算出することでインク吐出量のムラの調整に用いることが出来る。基準吐出回数は、必要に応じてインク減少量の計測精度や設定調整量の設定精度などを考慮しながら任意の値に定められる。
 また、上記実施の形態では、記録ヘッド121~124からのインク吐出に係る基準吐出回数当たりのインク減少量が略均一になる範囲として設定された範囲内に当該インク減少量を収めるように駆動動作の調整を行ったが、本発明は、インクジェット記録装置1の使用者の画像形成目的や用途に応じて必要な範囲が設定されて、又は具体的な設定が行われずに記録ヘッド121~124間でのインク減少量の差を相対的に縮小する調整が行われれば足りる。
 また、上記実施の形態では、吐出量調整テーブル421を参照することで一度のインク減少量の計測により調整が行われることとしたが、高精度に調整を行う場合や、吐出量調整テーブル421に保持されていない新たなインクが用いられた場合などには、調整を行った後に再度インク減少量の計測を行い、確認及び再度の調整を繰り返しても良い。
 その他、上記実施の形態で示した具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
 この発明は、インクジェット記録装置に利用することが出来る。
1     インクジェット記録装置
11   搬送部
12   画像形成部
120 支持部材
121~124       記録ヘッド
13   ダンパー
131 ダンパー膜
132 コイルばね
14   ダンパー計測部
15   送液ポンプ
16   サブタンク
17   供給弁
18   メインタンク
21   搬送駆動部
22   ヘッド駆動部
26   サブタンク計測部
41   制御部
42   記憶部
421 吐出量調整テーブル
422 吐出データ記憶部
43   操作表示部
44   通信部
45   バス

Claims (10)

  1.  インクを吐出する一又は複数のノズル開口部をそれぞれ含む複数のノズルブロックと、
     前記複数のノズルブロックに送液されるインクを貯留する貯留部と、
     前記貯留部内のインク量に応じた物理量を計測する計測部と、
     前記ノズル開口部からインクを吐出させる駆動部と、
     インクの吐出に係る動作を制御する制御部と、
     を備え、
     前記制御部は、
     前記複数のノズルブロックのそれぞれについて、当該ノズルブロックに属する前記ノズル開口部からインクを所定の延べ回数吐出させて、基準吐出回数当たりの前記貯留部からのインク流出量を前記計測部の計測結果に基づいて各々取得し、
     前記複数のノズルブロックそれぞれにおける前記インク流出量の差異を縮小するように前記駆動部による前記複数のノズルブロック各々における駆動動作を調整する
     ことを特徴とするインクジェット記録装置。
  2.  前記貯留部にインクを供給する供給部を備え、
     前記制御部は、前記供給部によるインクの供給を停止した状態で、前記ノズル開口部からインクを吐出させ、前記計測部による計測結果に基づいて算出される前記貯留部内のインク減少量を前記インク流出量として取得する
     ことを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。
  3.  前記制御部は、前記インク流出量の差異が設定された範囲内に収まるように前記駆動部による前記駆動動作を調整することを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット記録装置。
  4.  前記駆動動作の調整に係る設定値の設定調整量と、前記調整に応じた前記インク流出量の変化に係るインク調整量とを対応付けて記憶する調整量記憶部を備え、
     前記制御部は、前記調整量記憶部を参照して、設定された前記インク調整量に応じた前記設定調整量を取得する
     ことを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
  5.  前記駆動動作の調整に係る設定値の設定調整量を、当該調整がなされた前記ノズルブロックとそれぞれ対応付けて記憶する設定記憶部を備えることを特徴とする請求項4記載のインクジェット記録装置。
  6.  前記貯留部は、インクの吐出動作に係る当該インクの圧力変動に対するダンパーであることを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
  7.  前記計測部は、前記貯留部内のインク量に応じた空気圧を計測する圧力センサーを備えることを特徴とする請求項1~6の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
  8.  複数の記録ヘッドを備え、
     前記複数のノズルブロックは、前記記録ヘッド単位で定められることを特徴とする請求項1~7の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
  9.  前記制御部は、前記駆動動作の調整を前記駆動部によりインクを吐出させる際に当該インクに印加される圧力に応じた駆動電圧の調整によって行うことを特徴とする請求項1~8の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
  10.  前記制御部は、前記複数のノズルブロックそれぞれにおける前記インク流出量に基づいて、前記駆動動作の調整後におけるインク流出量を設定することを特徴とする請求項1~9の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
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